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[发明专利]一种基于压风动力的打钻防喷孔装置及方法-CN202210829420.5有效
发明人：翟成;郑仰峰;徐吉钊;陈爱坤;丁熊;丛钰洲;唐伟;吴西卓 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-07-15 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： E21B33/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于压风动力的打钻防喷孔装置及方法，在打钻过程中兼具快速排渣、清理粉尘及瓦斯快速抽采的功能，通过防喷主体中甲烷浓度检测仪监测瓦斯浓度，从而能对钻孔内是否发生喷孔现象做出识别和判断，进而向工作人员发出声光警报，接着工作人员能通过阀门启停按钮组实现气动蝶阀一和气动蝶阀二的快速开启和关闭，通过这种方式能使防喷主体从除尘及排渣模式快速切换至瓦斯抽采模式，在短时间内进行瓦斯的密闭抽采，解决了传统防喷装置机械式手动阀门启停过晚而造成的瓦斯抽采不及时，进而大量涌入采掘工作面而造成瓦斯超限的难题。此外，通过两个气动蝶阀的相互切换控制，关闭除尘管路阀门对整个防喷装置进行密封，提高了瓦斯抽采浓度。
一种基于风动打钻防喷孔装置方法

[发明专利]一种具有排渣、除尘、抽采一体化的防喷孔装置及方法-CN202210829328.9有效
发明人：翟成;郑仰峰;徐吉钊;陈爱坤;丁熊;丛钰洲;唐伟;吴西卓 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-07-15 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： E21B33/03 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有排渣、除尘、抽采一体化的防喷孔装置及方法，通过防喷主体中的甲烷浓度检测器监测瓦斯浓度，从而防爆型控制器能对钻孔内是否发生喷孔现象做出识别和判断，进而向工作人员发出声光警报，同时能控制电磁阀一和电磁阀二的快速开启和关闭，通过这种方式能使防喷主体从除尘及排渣模式快速切换至瓦斯抽采模式，在短时间内进行瓦斯的密闭抽采，从而实现由正常打钻到喷孔时的快速联动，此反应速度小于1s，解决了当前防喷装置面对快速喷孔瓦斯抽采反应不及时，进而大量涌入采掘工作面而造成瓦斯超限的难题。因此本发明可以有效防止打钻喷孔导致的瓦斯超限及喷孔伤人事故的发生，对高瓦斯和突出矿井瓦斯治理具有重要意义。
一种具有除尘一体化防喷孔装置方法

[发明专利]一种煤与瓦斯突出预测指标一体化测定装置及方法-CN202310887097.1在审
发明人：翟成;朱薪宇;余旭;徐吉钊;孙勇;丛钰洲;张海宾;程忠武;王彦霖;刘振宇;侯景涛 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01N7/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤与瓦斯突出预测指标一体化测定装置及方法，钻屑量测试装置对每次收集的煤样钻屑进行称重，并通过两个不同孔径筛网的筛分，获得符合粒径要求的煤颗粒；完成筛分后分别将煤颗粒输送至钻屑瓦斯解吸指标K1值测试装置和钻屑瓦斯解吸指标Δh2测试装置，上述测试装置直接能获取钻屑瓦斯解吸指标K1值和Δh2值；当钻杆钻进过程中产生的全部钻屑量收集完成后，将钻孔瓦斯涌出初速度指标q测试装置与钻孔密封连接，通过测量不同时刻水柱压差测量计两侧液面高度差，最终得出钻孔瓦斯涌出初速度指标q值；在井下采样后直接进行煤与瓦斯突出预测指标的测定，并且整个测定过程均在同一个装置中实现，从而实现快速、精准地测定煤与瓦斯突出预测指标。
一种瓦斯突出预测指标一体化测定装置方法

[发明专利]一种煤矿井下突出参数一体化快速测量装置及方法-CN202310887106.7在审
发明人：翟成;孙勇;余旭;徐吉钊;张海宾;朱薪宇;丛钰洲;王彦霖;刘振宇;魏星宇 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01N3/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤矿井下突出参数一体化快速测量装置及方法，当测量煤的坚固性系数时，破碎及筛分装置对待测煤样进行设定次数的冲击破碎过程；完成冲击破碎后对煤粉进行筛分，符合要求的煤粉通过冲击筛板掉落至计量筒内，获取每组煤粉高度，根据设定阈值筛选出有效数据，最后将有效数据反馈给数据处理中心得出煤的坚固性系数；当测量煤的瓦斯含量时，仍然采用该装置通过瓦斯流量监测装置测试煤样自然解吸瓦斯含量和煤样粉碎后解吸瓦斯含量，最后数据处理中心分析处理后得出煤的瓦斯含量。整个过程全部在井下实现，并且煤的坚固性系数和瓦斯含量测定过程均采用同一个装置即可实现，最终实现快速、精准地测定煤的坚固性系数和瓦斯含量。
一种煤矿井下突出参数一体化快速测量装置方法

[发明专利]一种煤矿井下坚固性系数快速测量装置及方法-CN202310887093.3在审
发明人：余旭;程忠武;翟成;朱薪宇;孙勇;丛钰洲;徐吉钊;张海宾;侯景涛;魏星宇 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01N3/34 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤矿井下坚固性系数快速测量装置及方法，包括破碎装置、筛分装置和计量装置，破碎装置能对待测煤样进行设定次数的冲击破碎过程；完成冲击破碎后通过振动器产生振动力，能对煤粉筛网上的煤粉进行筛分，符合要求的煤粉通过煤粉筛网掉落至计量装置的计量筒内，每完成一组测试后，通过计量筒获取该组煤粉高度，若高于设定阈值，则确认该组数据有效，否则舍弃该组数据，并增加冲击次数再次进行测试，直至数据有效，最后将有效数据通过现有计算公式得出煤的坚固性系数。整个过程在井下采样后直接进行煤的坚固性系数测定，并且由于为一体化结构，无需测定中对煤样的多次转移，最终实现快速、精准地测定煤的坚固性系数。
一种煤矿井下坚固系数快速测量装置方法

[发明专利]一种内嵌式智能振动防喷孔系统及方法-CN202210829409.9有效
发明人：徐吉钊;翟成;郑仰峰;陈爱坤;丛钰洲;唐伟;李宇杰;朱薪宇;王宇;黄婷 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-07-15 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： E21B33/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种内嵌式智能振动防喷孔系统及方法，在未发生喷孔现象时，负压区域与正压区域及煤渣堆积区域均处于隔绝状态，仅正压区域与煤渣堆积区域进行连通，钻孔能实现正常排渣，且瓦斯抽采总管路不对钻孔抽采瓦斯，减少低浓度的瓦斯被抽采提高抽采效率；当发生喷孔现象时，瓦斯与煤渣混相体大量涌入正压区域，此时使活动门开启，正压区域与负压区域连通，能够真正做到煤气混相涌出时的瞬间响应，瓦斯与煤渣混相体在负压区域内进行气固分离，煤渣沉降至振动平台的筛板上，并且通过折叠式伪门打开使镂空结构将负压区域与煤渣堆积区域连通；大量的游离瓦斯及解吸后瓦斯通过瓦斯抽采总管路进行负压抽采，降低了其在防喷主体内的异常积聚。
一种内嵌式智能振动防喷孔系统方法

[发明专利]一种高瓦斯煤层封闭式工作面煤气智能开采方法-CN202310729241.9在审
发明人：翟成;郑仰峰;余旭;杨威;张海宾;徐吉钊;刘厅;孙勇;丛钰洲;唐伟;李宇杰;朱薪宇;黄婷;王宇;陈爱坤;徐鹤翔;吴西卓;刘晓琴;魏星宇;黄涛 -专利权人：中国矿业大学;江苏铎安科技有限责任公司
申请日： 2023-06-19 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种高瓦斯煤层封闭式工作面煤气智能开采方法，将高瓦斯采煤工作面及采空区全封闭形成密封空间，进而取消通风系统及瓦斯抽采钻孔，由于无外界空气进入，并通过抽取使其内部氧气降低至接近零，进而使采煤工作面在后续采煤过程中处于隔绝氧气的状态，因此从根本上消除了煤炭自燃以及瓦斯煤尘爆炸的风险，从而大大加快了采掘接替速度，并减少了矿井的施工成本。另外在密封空间内进行后续采煤时，解吸的瓦斯直接排放至采煤工作面及密封空间内，此时通过瓦斯抽采泵站抽采瓦斯，大大提高了瓦斯利用率；最终实现对整个高瓦斯煤层的瓦斯抽采，且在抽采的同时能进行煤炭开采，不仅保证瓦斯抽采效率，还保障了煤炭开采量。
一种瓦斯煤层封闭式工作面煤气智能开采方法

[发明专利]一种高瓦斯煤层封闭式工作面瓦斯治理系统及方法-CN202310728053.4在审
发明人：翟成;丛钰洲;余旭;杨威;张海宾;徐吉钊;刘厅;孙勇;郑仰峰;魏星宇;黄涛 -专利权人：中国矿业大学;江苏铎安科技有限责任公司
申请日： 2023-06-19 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种高瓦斯煤层封闭式工作面瓦斯治理系统及方法，通过改变开采模式，将传统利用通风消除瓦斯的开采模式改变为封闭开采模式，利用密闭机构将两侧巷道封闭，使工作面区域处于全封闭状态，由于无外界通风，其内部瓦斯随着煤炭开采不断聚集，瓦斯浓度大幅超过瓦斯爆炸极限，进而防止煤体自燃、煤尘爆炸和瓦斯爆炸的风险；人员在工作舱体和操作舱体内协同进行煤炭开采工作，并将煤炭运输至封闭式底板巷储存，实现煤炭开采、运输及储存的全闭环流程；通过瓦斯浓度传感器和过滤器的协同作业，实现工作面内瓦斯浓度和压力的动态调节；另外卸压钻孔和微震监测传感器，实现对工作面中瓦斯突出和冲击地压的监测预警，从而有效提高煤炭开采效率。
一种瓦斯煤层封闭式工作面治理系统方法

[发明专利]一种热烟气驱替煤层甲烷的闭环抽采及同位素示踪方法-CN202310630496.X在审
发明人：翟成;黄婷;徐吉钊;孙勇;张海宾;刘厅;余旭;丛钰洲;郑仰峰;唐伟;李宇杰;朱薪宇;徐宏阳;来永帅;黄静 -专利权人：中国矿业大学;江苏铎安科技有限责任公司
申请日： 2023-05-31 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种热烟气驱替煤层甲烷的闭环抽采及同位素示踪方法，先采用CH4燃爆压裂技术在不可采煤层原位协同燃爆反应冲击压裂煤层形成裂缝网络，然后向燃爆压裂煤层注入的热烟气由于自身较高的温度可促进煤体CH4气体的解吸，且热烟气中的CO2、SO2和NO2因竞争吸附优势可大量置换出不可采煤层吸附的CH4气体，且抽采出来的CH4和热烟气能继续闭环利用，在实现热烟气封存的同时提高煤层甲烷开采效率，另外采用特定同位素标记的燃爆气体以及热烟气，进行分析后能反演燃爆气体、热烟气以及抽采CH4气体在目标深部煤层运移特征及交互作用，因而可动态调控燃爆气体及热烟气注入参数，最大化提高深部不可采煤层热烟气封存及CH4开采效率。
一种烟气煤层甲烷闭环同位素方法

[发明专利]一种模拟热烟气封存及甲烷抽采的可视化试验系统及方法-CN202310630494.0在审
发明人：翟成;黄婷;徐吉钊;孙勇;张海宾;刘厅;余旭;丛钰洲;唐伟;郑仰峰;朱薪宇;李宇杰;来永帅;徐宏阳;黄静 -专利权人：中国矿业大学;江苏铎安科技有限责任公司
申请日： 2023-05-31 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟热烟气封存及甲烷抽采的可视化试验系统及方法，热烟气配注系统实现具有不同温度及不同气体混合比热烟气的精确配置及注入，结合三轴岩心夹持器系统的原位储层应力温度模拟功能，可实现原位条件下“热烟气压裂‑热烟气封存‑CH4驱替及抽采”全过程的模拟试验研究；使用超声波与声发射技术并结合原位CT扫描技术，实现了试验过程中试样内部孔裂隙结构及发育情况的动态可视化监测；并通过光纤监测系统和穿戴式柔性传感器系统可实时反演试样表面及其周围气体的温度场、应力场、以及变形场分布云图；从而实现动态分布式监测试验全过程中试样表面及其周围气体的温度场、应力场、流场以及应变场演化特征和相互作用规律。
一种模拟烟气封存甲烷可视化试验系统方法

[发明专利]一种煤层瓦斯储集条件的保压核磁监测方法-CN202210065532.8有效
发明人：李延河;翟成;王新义;徐吉钊;仝艳军;胡金红;余旭;刘磊;刘厅;张俊培;孙勇;丛钰洲;许孟飞;郑仰峰;朱国昌;唐伟 -专利权人：平顶山天安煤业股份有限公司;中国矿业大学;中国平煤神马控股集团有限公司
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤层瓦斯储集条件的保压核磁监测方法，采用的核磁探测及瓦斯抽采一体化装置，在形成的穿层钻孔后续进行瓦斯抽采的同时，还能进行核磁共振的数据监测，通过实时的数据监测能对瓦斯抽采情况进行协同控制；另外通过对穿层钻孔采用胶囊封孔器进行保压密封处理，并且该一体化装置能在封闭空间内移动及其具备的呈球体结构的三维磁线分布，通过射频设备向处于三维磁场范围内的介质发射射频脉冲，将介质中的质子由低能级跃迁到高能级，通过天线的接收数据，从而实现该封闭空间所处煤层周围的瓦斯含量及压力的快速无损、原位精准监测，并能获得钻孔周围煤层的孔隙结构数据，最终根据获得的数据确定煤层瓦斯储集条件评判指标。
一种煤层瓦斯条件保压核磁监测方法

[发明专利]一种热烟气驱替叠置煤层甲烷抽采及闭环固碳的方法-CN202310630504.0在审
发明人：翟成;黄婷;徐吉钊;孙勇;张海宾;刘厅;余旭;丛钰洲;郑仰峰;唐伟;李宇杰;朱薪宇;陈爱坤;王宇;徐鹤翔 -专利权人：中国矿业大学;江苏铎安科技有限责任公司
申请日： 2023-05-31 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种热烟气驱替叠置煤层甲烷抽采及闭环固碳的方法，先采用CH4燃爆压裂技术在各个煤层段原位协同燃爆反应产生气体冲击压裂煤层段形成裂缝网络，然后向各个煤层段注入的热烟气由于自身较高的温度可促进煤体CH4气体的解吸，且热烟气中CO2、SO2、NO2因竞争吸附优势可大量置换出叠置煤层吸附的CH4气体并闭环利用，在实现热烟气封存的同时提高煤层甲烷开采效率。另外建立的多源监测数据反演及智能调控系统能根据当前不同煤层段的物性参数变化设计符合各煤层的最佳燃爆气体注入参数、最佳热烟气注入参数，从而对各煤层段的气体注入参数进行分层式动态精准调控，最大化提高叠置煤层的各煤层段甲烷燃爆压裂、热烟气封存和CH4抽采效率。
一种烟气驱替叠置煤层甲烷闭环方法

[发明专利]一种人工裂缝试样冲击剪切渗透率测试系统及方法-CN202310408264.X在审
发明人：翟成;唐伟;王辉;刘厅;徐吉钊;余旭;孙勇;丛钰洲;郑仰峰;李宇杰;朱薪宇;陈爱坤;王宇;黄婷;徐鹤翔;石克龙 -专利权人：中国矿业大学;江苏拓海煤矿钻探机械有限公司
申请日： 2023-04-17 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G01N3/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种人工裂缝试样冲击剪切渗透率测试系统及方法，包括围压加载系统，冲击剪切系统和渗透率测试系统，其中围压加载系统不仅能对试样施加不同的围压，同时其能使冲击杆和透射杆分别与试样夹持器之间压紧固定密封，为后续测定渗透率时进行密封；冲击剪切系统用于在对试样进行冲击剪切时施加冲击力，进而通过第一剪切头和第二剪切头各自非对称设置的突出部实现对试样的冲击剪切错动，完成试验后试样内部形成自支撑结构对产生的裂隙进行支撑；最后对冲击剪切前后的渗透率进行对比分析，通过改变参数进行多次试验从而能测定不同试样围压、不同冲击压力及不同渗流气压下对冲击剪切前后的渗透率影响情况，为后续现场实施提供数据支撑。
一种人工裂缝试样冲击剪切渗透测试系统方法

[发明专利]一种基于水力压裂多分支水平井的注热增产煤层气方法-CN202111511897.0有效
发明人：武建国;翟成;李宇杰;关联合;王琪;王江;丛钰洲;丁熊;石克龙 -专利权人：开滦（集团）有限责任公司;中国矿业大学
申请日： 2021-12-07 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： E21B43/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于水力压裂多分支水平井的注热增产煤层气方法，采用脉动注入的方式将混合液注入煤层能使混合液中的表面活性剂、纳米金属颗粒充分与裂缝内部接触，使纳米金属颗粒更多地吸附在裂缝内表面，表面活性剂充分与煤体表面反应，以改变煤体的表面性能；从而大幅提高煤层的导热能力；接着向分支井内注入高温高压水蒸气，高温高压蒸汽进入分支井后对裂缝继续冲击施压及加热，煤层裂缝在受到高温和高压力的作用后进一步扩展发育；利用表面活性剂对煤层进行预处理后，先期冷凝的液滴不会对后续蒸汽的换热效率造成较大影响，保证后续蒸汽能与纳米金属颗粒的直接接触，最终持续增大蒸汽与煤层之间的传热效率，从而大幅增加煤层气产量。
一种基于水力压裂多分支水平增产煤层气方法

[发明专利]一种基于废弃矿井采空区的CO2-CN202211011397.5有效
发明人：徐吉钊;徐鹤翔;翟成;余旭;孙勇;丛钰洲;郑仰峰;唐伟;李宇杰;朱薪宇;陈爱坤 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-08-23 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： E21F17/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于废弃矿井采空区的CO2区块化封存方法，在对采空区进行密封处理时，先将各个区域在地面投影并进行区域划分，通过在不同区域分别施工不同的钻孔，将裂隙带和弯曲下沉带内的瓦斯抽采后，利用垮落带和裂隙带作为CO2封存的主要场所，以注浆加固遗留煤柱，封堵裂隙带和填充弯曲下沉带为密封方式，通过在裂隙带及垮落带内注入碱性粉煤灰浆液，不仅可以对注入采空区的CO2进行吸附固化使其封存在裂隙带及垮落带内，而且由于矿化反应，使碱性粉煤灰浆液凝固增加其胶结强度，对裂隙带和垮落带的裂隙进行胶结及密封，增加裂隙带和垮落带的稳定性，这样后期裂隙带和垮落带不易发生形变或坍塌等情况，从而实现CO2气体的长期封存。
一种基于废弃矿井采空区 co base sub

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